CN207435117U - 一种电去离子装置用淡水流隔板 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水除盐技术领域，公开了电去离子装置用淡水流隔板。其包括隔板本体，隔板本体正、反两面均设有加强筋，隔板本体中部设中心空腔，中心空腔外沿和隔板本体外沿周边之间设有内外两条密封槽，淡水流通孔通过水流通道与布水槽相连，布水槽与中心空腔相连通；隔板本体的上、下两端均分别设有贯穿隔板本体的淡水流通孔、浓水流通孔和极水流通孔，中心空腔平面面积占淡水流隔板平面总面积的40％以上，淡水流通孔、浓水流通孔和极水流通孔的周边均设有密封槽。该淡水流隔板便于实现独立的电极水流，利于提高运行的安全稳定性；且中心空腔的面积占比显著提高，单张隔板的处理效率更高，装置进水压力降低，更利于电去离子装置的推广使用。

Description

一种电去离子装置用淡水流隔板

技术领域

本实用新型属于水除盐技术领域，具体涉及一种新型的电去离子装置用淡水流隔板。

背景技术

电去离子(Electrodeionizaton，EDI)技术是一种日益获得广泛重视的新型水除盐技术。 EDI通过在离子交换膜之间填充离子交换树脂，巧妙地将电渗析与离子交换技术有机结合，在直流电场的作用下，能够实现连续深度除盐。

常规板框式电去离子装置主要包括一对端夹紧板、一对正负电极板，以及正负电极板中间的膜堆。膜堆由不同数目的膜对构成，每个膜对包括各1张阴、阳离子交换膜和各1张淡水流隔板与浓水流隔板。作为EDI装置的关键构件，淡水流隔板的结构设计对EDI过程的脱盐效率、脱盐效果和运行的稳定性等都有重要影响。

对于既有的板框式的EDI技术和装置而言，大多数都使用了厚度8-10mm的淡水流隔板，且在隔板的两面设置了大面积的加强筋以防止长期使用中的变形，更好地承受螺杆的夹紧压力；另外，在填充离子交换树脂的中空腔室的周边和全部的淡水孔、浓水孔的外围周边，都设置了多重O型密封圈，这既减少了离子交换膜的使用面积，而且也很好地防止了EDI膜堆内部浓、淡水的串漏。如专利200620052181.3公开了一种“电去离子法超纯水器中的淡水隔板”，包括本体、内框、浓、淡水的进出水口、导水槽、布水板等，布水板属于可拆卸式，具有一排宽度比所填充树脂粒径略小的布水缝隙的椭圆弧形活动式结构。隔板在正反两面均设置有两圈密封槽，内置O型密封圈，同时在每个水流孔道周边也设置密封槽和密封圈，从而使得中央腔室内的水流与浓、淡水孔中的水流不会发生互窜，浓、淡水流也不会外漏。这种形式的隔板设计与包括更早的西门子公司EDI产品在内的其他国内外EDI产品均基本一致，获得了广泛应用。

专利201020263968.0公开了“一种电去离子淡水隔板”，其隔板上的淡水进水孔和出水孔位于隔板的同一端，而浓水进水孔和出水孔位于隔板的另一端。在填充树脂的中央腔室内，设置有中间分隔板，将淡化室分成左右两个部分，在远离淡水孔、靠近浓水孔的一端的中间分隔板上开设有连通孔，从而使淡水流道成为一个迂回流道，相当于使淡水流在每一个隔板内成为连续的两段流。这种设计使得淡水流的流程加长，但各个淡水隔板内的水流在作为产品水排出EDI之前，相互均是独立的，EDI膜堆内部没有水流再混合与再分配机制。若某一个隔板内的脱盐效果受树脂填充、操作条件等影响不够彻底，则其产水就直接影响整个装置的产品水质。此外，在淡水隔板中设置中间分隔板，使得填充树脂的中空腔室的体积、面积都相应减小，从而降低单张隔板和整个装置的处理效率。另外，分隔的左右两个迂回小腔室内，在其最底部和最顶端，容易存在水流死区。在其两端的角落处，水流不能与树脂充分接触、交换，这种水流死区对EDI的脱盐效果有不利影响。

上述既有的EDI淡水隔板技术还存在一些共有性的不足。一是填充树脂的中空腔室的面积，其与所用离子交换膜的有效膜面积相同，占整个淡水隔板的总面积的比例过低。经实际测试，总体只在30％水平，而专利201020263968.0提供的方案中，中空腔室占隔板总面积的比例甚至仅有20％。过低的有效面积占比使得隔板内的水流空间、树脂填充空间偏低，有效膜面积也较小，这使得单张隔板和整个EDI膜堆装置的处理水量、处理效率都相对偏低；二是这些既有EDI产品的淡水隔板上都只有淡水孔和浓水孔两种水孔，没有独立的电极水孔。这迫使只能最终将流经正负电极室的电极水与浓缩水流相混合；或者，在整个装置的两端电极板外侧，设立完全独立但十分复杂的电极水管路系统，才能将电极水与浓缩水、淡化水彻底隔离。这将显著增加整个EDI装置管路系统的复杂程度，也十分影响整套装置的美观性。实际上，完全独立的电极水系统不仅可以避免有害电极反应产物经浓缩水流混入整个水处理系统，而且可以根据处理水量等工艺条件的需要，实现对电极水流量与压力的独立调节，对 EDI装置的安全运行具有重要意义；三是向填充树脂的中心空腔中分布水流的分水槽，或布水缝隙，没有最大程度地、完全地分布与整个中心空腔的横向方向上，所分布的宽度仅为总宽度的70％左右，而靠近中心空腔左右两边的约30％的两端并没有这种分水槽。这必然使得中心空腔的4个边角位置的水流存在一定的水流死区或滞流区，水体流速与中心空腔中的主体水流的流速不等，同样会相应地降低装置的脱盐效率，影响运行的稳定性和产水水质。

可见，既有商品EDI技术在淡水隔板方面，在解决了可靠密封、提高隔板机械强度防止变形等问题之外，还需要在提高处理效率、便于实现独立的电极水管路系统等方面继续完善。

实用新型内容

为克服现有EDI淡水流隔板技术的不足，本实用新型提供了一种新型电去离子淡水流隔板，该淡水流隔板具有更高的处理效率，并能为在EDI膜堆内部实现完全独立的电极水管路系统提供充分便利条件。

所述电去离子装置用淡水流隔板，包括隔板本体，中部设中心空腔，中心空腔外沿和隔板本体外沿周边之间设有内外两条密封槽，其特征在于，所述隔板本体正、反两面均设有加强筋，且上、下两端均同时设有贯穿隔板本体的淡水流通孔、浓水流通孔和极水流通孔共3 个水孔，所述淡水流通孔通过暗道式水流通道与布水槽相连，所述布水槽与隔板中心空腔相连通；所述中心空腔的宽度不小于隔板本体宽度的60％，中心空腔的长度不小于隔板本体长度的65％，淡水流通孔、浓水流通孔和极水流通孔的周边均设有密封槽。

进一步的，上述电去离子装置用淡水流隔板，所述布水槽上固定布水槽盖板。

进一步的，上述电去离子装置用淡水流隔板，所述布水槽盖板上端设有进水口，进水口与水流通道相连接，所述布水槽盖板内侧设有若干个压力支撑块，所述压力支撑块下端设有若干条纵向贯通的布水缝隙。

进一步的，上述电去离子装置用淡水流隔板，所述布水槽盖板上表面与淡水流隔板整体表面平齐，布水槽盖板内侧的压力支撑块与布水槽表面贴合。

进一步的,上述电去离子装置用淡水流隔板，所述布水缝隙的宽度为0.1-0.5mm，相邻布水缝隙的间距为0.3-3.0mm。

进一步的，上述电去离子装置用淡水流隔板，所述隔板本体正面上设有6个固定凸起钮。

进一步的，上述电去离子装置用淡水流隔板，所述隔板本体的正面设有正面螺栓孔，隔板本体的反面设有反面螺栓孔；所述正面螺栓孔上凸，所述反面螺栓孔下凹；所述正面螺栓孔上凸穿过相邻浓水流隔板后固定在下一张淡水流隔板反面的凹槽处。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型提供的电去离子装置用淡水流隔板，在隔板的上下端均设置有独立的电极水流通孔。这为电去离子装置内部设计完全独立、与浓、淡水流彻底隔绝的电极水管路系统提供了条件，从而实现具备完全独立电极水系统的电去离子工艺，对提高装置运行的安全性、稳定性和整个水处理系统的可靠性都是很有利的；

2、布水槽上的布水缝隙横向、均匀地分布于整个布水槽和中心空腔的宽度方向上，最大程度消除了中心空腔4个边角部位的水流死区，隔室内水流分布更均匀，提高了装置处理效果。布水缝隙数量充足，提供了较高的水流截面积，有利于降低水流阻力；

3、既有技术的浓、淡水流隔板的有效面积占比仅为20-30％水平。与此相比，本实用新型提供的电去离子装置用淡水流隔板，通过缩短中心空腔与隔板外沿的距离，同时在中心空腔与隔板外沿之间仍然设置两道O型密封圈，在兼顾可靠密封前提下，显著地提高了中心空腔的面积占比，也即提高了单张隔板的有效膜面积。中心空腔的宽度达到隔板本体宽度65％以上，长度达到隔板本体长度的60％以上，使得中心空腔的面积，即有效面积占到隔板本体面积的40％以上，从而使得同等体积、同等规模的电去离子装置的处理效率、处理效果得到有效提升。此外，由于隔板中心空腔面积、体积的增大，也使得电去离子膜堆内部存储水流的空间同步提高。对于相同的处理水量，则水流阻力可以显著降低，所需水流输送泵的工作压力相应减小，这对电去离子过程运行能耗的降低也是有益的。

附图说明

图1为本实用新型实施例中所述一种电去离子装置用淡水流隔板的正面主视图；

图2为本实用新型实施例中所述一种电去离子装置用淡水流隔板的反面主视图；

图3为图1和图2中布水槽盖板的平面图；

附图标注：1-隔板本体、2-中心空腔、3-淡水流通孔、4-浓水流通孔、5-极水流通孔、6- 水流通道、7-密封槽、8-加强筋、9-布水槽、10-布水槽盖板、11-进水口、12-压力支撑块、13- 布水缝隙、14-固定凸起钮、15-正面螺栓孔、16-反面螺栓孔。

具体实施方式

如图1～3所示，为本实用新型提供的一种电去离子装置用淡水流隔板的实施例，包括隔板本体1，尺寸为668mm×330mm；隔板本体中部板框中心空腔2的尺寸为404mm×222mm，其中中心空腔的宽度占整个隔板本体宽度的67.3％，中心空腔的长度占整个隔板本体长度的 60.5％；由于中心空腔和隔板本体均非标准的长方形，其四个角均为圆弧状，因此中心空腔的面积占整个隔板本体的面积的比例略高于67.3％*60.5％，即40.7％，约为41％。这比既有商品电去离子技术和产品20-30％的面积占比显著高出了34-100％，这大大提高了隔板的有效使用面积，从而提高整个装置的效率。中心空腔2用于装填离子交换填充剂，如离子交换树脂。隔板本体1的上、下两端均设有贯穿隔板本体的淡水流通孔3、浓水流通孔4和极水流通孔5。淡水流通孔3通过暗道式水流通道6与布水槽9相连，并通过布水槽9、分布于整个布水槽9 横向方向上的布水缝隙13将淡水导入隔板中心空腔2，并从下部相应的布水缝隙导出隔板。隔室内4个边角地区几乎不存在水流死区，水流分布实现最大程度的均匀性；浓水流通孔4 和极水流通孔5分别参与构成膜堆内部不同隔板间的的浓水流道和极水流道。所述板框中心空腔2外沿与隔板本体1之间设有两道放置O型密封圈的密封槽7(阴影部分)；同样，淡水流通孔3、浓水流通孔4和极水流通孔5外沿也设有同样的密封槽(阴影部分)；另外，隔板本体1正反两面均设有加强筋8，使得浓淡水隔板的机械强度得到有效保证，可以承受高强度的压力而不变形，也可以有效地防止因隔板变形而导致的膜堆内部窜水。布水槽9上固定布水槽盖板10(如图3所示)，布水槽盖板10上端设有进水口11，进水口与暗道式水流通道6相连接；布水槽盖板内侧设有若干个压力支撑块12，压力支撑块下端设有分布于整个布水槽盖板横向方向的，纵向贯通的间隙为0.3mm的布水缝隙13。相邻的布水缝隙的间距为1.5mm。布水槽盖板10上表面与淡水流隔板整体表面平齐，布水槽盖板10内侧的压力支撑块12与布水槽表面贴合。

隔板本体1正面上设有6个小圆柱形固定凸起钮14，在组装电去离子膜堆装置时，该圆柱形凸起14将与相邻浓水流隔板反面对应位置的凹槽实现精准定位。隔板本体1正面设有正面螺栓孔15，隔板本体1的反面设有反面螺栓孔16；正面螺栓孔15上凸，反面螺栓孔16下凹；正面螺栓孔15上凸穿过相邻浓水隔板后固定在下一张淡水隔板反面的凹槽处。

在组装电去离子膜堆装置时，淡水流隔板本体的两侧分别放置阴离子交换膜和阳离子交换膜，在板框的中心空腔内填充有离子交换树脂颗粒。阴、阳离子交换膜处于相邻的淡水流隔板和浓水流隔板之间，并由最靠近中心空腔外沿的O型密封圈实现密封；靠近隔板本体外沿的更大的O型密封圈处于淡水流通孔、浓水流通孔、极水流通孔和隔板外沿之间，可以和这些水孔周边的O型密封圈共同保证整个装置无水流外漏和内窜。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电去离子装置用淡水流隔板，包括隔板本体(1)，中部设中心空腔(2)，中心空腔(2)外沿和隔板本体外沿周边之间设有内外两条密封槽(7)，其特征在于，所述隔板本体(1)正、反两面均设有加强筋(8)，且上、下两端均同时设有贯穿隔板本体(1)的淡水流通孔(3)、浓水流通孔(4)和极水流通孔(5)共3个水孔，所述淡水流通孔(3)通过暗道式水流通道(6)与布水槽(9)相连，所述布水槽(9)与隔板中心空腔(2)相连通；所述中心空腔(2)的宽度不小于隔板本体(1)宽度的60％，中心空腔(2)的长度不小于隔板本体(1)长度的65％，淡水流通孔(3)、浓水流通孔(4)和极水流通孔(5)的周边均设有密封槽(7)。

2.根据权利要求1所述的一种电去离子装置用淡水流隔板，其特征在于：所述布水槽(9)上固定布水槽盖板(10)。

3.根据权利要求2所述的一种电去离子装置用淡水流隔板，其特征在于：所述布水槽盖板(10)上端设有进水口(11)，进水口(11)与水流通道(6)相连接，所述布水槽盖板(10)内侧设有若干个压力支撑块(12)，所述压力支撑块(12)下端设有若干条纵向贯通的布水缝隙(13)。

4.根据权利要求3所述的一种电去离子装置用淡水流隔板，其特征在于：所述布水槽盖板(10)上表面与淡水流隔板整体表面平齐，布水槽盖板(10)内侧的压力支撑块(12)与布水槽(9)表面贴合。

5.根据权利要求3所述的一种电去离子装置用淡水流隔板，其特征在于：所述布水缝隙的宽度为0.1-0.5mm，相邻布水缝隙的间距为0.3-3.0mm。

6.根据权利要求1～4任一项所述的一种电去离子装置用淡水流隔板，其特征在于：所述隔板本体(1)正面上设有6个固定凸起钮(14)。

7.根据权利要求6所述的一种电去离子装置用淡水流隔板，其特征在于：所述隔板本体(1)的正面设有正面螺栓孔(15)，隔板本体(1)的反面设有反面螺栓孔(16)；所述正面螺栓孔(15)上凸，所述反面螺栓孔(16)下凹；所述正面螺栓孔(15)上凸穿过相邻浓水流隔板后固定在下一张淡水流隔板反面的凹槽处。